孫玲玲，王佩琦

（南京越博動力系統(tǒng)股份有限公司，江蘇 南京 201810）

永磁同步電機因其結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、質(zhì)量輕、高效率、高轉(zhuǎn)矩、高功率密度、工作可靠、噪聲低和調(diào)速性能好等一系列性能優(yōu)點，具有電動汽車驅(qū)動的最優(yōu)綜合指標(biāo)，非常適用于電動汽車驅(qū)動領(lǐng)域［1］，從而在工業(yè)、交通、軍工以及家電領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用［2］。永磁同步電機在設(shè)計和使用過程中，有許多需要測試的項目。其中，反電動勢的測試關(guān)系到永磁同步電機運行性能及控制器的設(shè)計工作，因此在永磁同步電機生產(chǎn)中，反電動勢測試被廣泛應(yīng)用。

反電動勢簡單來說，是指與電源的電動勢方向相反的電動勢。反電動勢過大或過小都會對電機的性能有一定的影響，控制不好，會損壞電氣元件。而它的決定因素有轉(zhuǎn)子角速度、定子繞組的匝數(shù)、轉(zhuǎn)子磁體產(chǎn)生的磁場、氣隙。在電機設(shè)計與生產(chǎn)完畢后，唯一能決定反電動勢的因素是轉(zhuǎn)子角速度。本文通過在不同水溫下測試反電動勢的方式，探究溫度對反電動勢值的影響。

1 試驗原理

本次試驗采用原動機 (測功機)拖動法，被測電機不通電，測功機拖動被測電機旋轉(zhuǎn)，待轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后，用示波器采集U、V、W兩兩之間的電壓 (均方根)。試驗所用電機為水冷式永磁同步電機，在不同水溫下測試此電機的反電動勢，進(jìn)行比較與分析。

2 試驗研究

試驗所用電機的主要參數(shù)如下：額定電壓540 V，額定轉(zhuǎn)速2 800 r/min，峰值轉(zhuǎn)速6 000 r/min，峰值功率85 kW。將水箱水溫分別設(shè)置在20℃、30℃、40℃、50℃，每次水溫維持1.5～2 h，使電機內(nèi)部溫度與水溫基本一致后，再進(jìn)行反電動勢測試。最終測試數(shù)據(jù)詳見表1～表4。

表1 20℃的反電動勢值

表2 30℃的反電動勢值

表3 40℃的反電動勢值

表4 50℃的反電動勢值

根據(jù)不同水溫下的反電動勢平均值，得出圖1的曲線。

從圖1可以初步看出，低轉(zhuǎn)速時水溫對反電動勢值影響較小，但隨著轉(zhuǎn)速升高，影響逐步增大。

圖1 不同水溫下的反電動勢曲線

在同一轉(zhuǎn)速、不同水溫下的反電動勢進(jìn)行對比，得到圖2～圖7的曲線。

圖2 1 000 r／min時的反電動勢曲線

圖3 2 000 r／min時的反電動勢曲線

圖4 3 000 r／min時的反電動勢曲線

圖5 4 000 r／min時的反電動勢曲線

圖6 5 000 r／min時的反電動勢曲線

圖7 6 000 r／min時的反電動勢曲線

從這些圖中，可以分析得出以下2點。

1)同一轉(zhuǎn)速下，水溫越高，反電動勢值越小。

2)轉(zhuǎn)速越高，反電動勢受水溫影響越大，反電動勢值基本成比例下降。

3 結(jié)論

通過在不同水溫下測試同一臺電機不同轉(zhuǎn)速的反電動勢，進(jìn)行比較與分析。最終得出如下結(jié)論。

1)轉(zhuǎn)速越高，反電動勢值越大。

2)同一轉(zhuǎn)速下，水溫越高，反電動勢值越小。

3)低轉(zhuǎn)速時水溫對反電動勢值影響較小。但隨著轉(zhuǎn)速升高，影響逐步增大，反電動勢值基本成比例下降。

4)溫度對反電動勢值有影響，對于水冷式永磁同步電機，應(yīng)盡可能在常溫環(huán)境且水溫較低時測試反電動勢。